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摘 要

表面活性剂是一种能能够改善溶液表面张力的物质。双子型表面活性剂由两亲水和疏水基团通过两处或附近的头基链接的表面活性剂。本文介绍了双子表面活性剂的性质并探索其与价格便宜的表面活性剂的复配以期得到具有强协同作用的表面活性剂体系，以咪唑、乙二醇、丁二醇、己二醇、溴乙酸等为主要原料，合成一系列咪唑类表面活性剂。并通过红外光谱及核磁分析等实验手段对产品的结构进行表征，并利用表面张力法和电导率法测定其CMC值，研究了联接基长度的变化对其性能的影响。发现联接基越少的咪唑双子表面活性剂的表面活性越高，各种性能也越优越。最后本文介绍了双子表面活性剂的研究进展，并通过性质的研究测定探讨加入联接基获得更加实用的表面活性剂。

关键词：双子表面活性剂 表面张力 电导率 胶束

Study on Synthesis and properties of Gemini Surfactants

Abstract

Surface active agent is a kind of material that can improve the surface tension of solution.Gemini surfactant consists of two hydrophilic and hydrophobic groups on the surface active agents via two or near the first base link.This article describes the nature of the Gemini surfactant and explore the complex and cheaper with surfactants obtained surfactant system has strong synergies with imidazole, ethylene glycol, butanediol, hexanediol, bromine acetic acid as the main raw material, the synthesis of a series of imidazole-based surfactants.By means of IR and NMR experimental analysis of the structure of the products were characterized by measuring its CMC value and use surface tension and conductivity methods, the effects of changes in the length of the coupling group on its properties.It found that the surface active coupling groups fewer imidazole Gemini surfactant higher, the more variety of performance superior.Finally, this paper introduces the research progress Gemini surfactant, and by studying the nature of the determination to join discussion groups join to get more practical surfactant.

Keywords: Gemini surfactant surface tension conductivity micelle

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 双子表面活性剂的研究进展 1

1.3 双子表面活性剂的性能 1

1.3.1表面活性 1

1.3.2增溶性 2

1.3.3水溶性 2

1.3.4流变性 2

1.4.1两性双子表面活性剂 2

1.4.2阳离子型双子表面活性剂 3

1.4.3阴离子型双子表面活性剂 3

1.4.4非离子型双子表面活性剂 4

1.5 双子表面活性剂的应用及发展 4

1.5.1增溶剂 5

1.5.2应用于化妆品 5

1.5.3应用于纺织印染 5

1.5.4应用于金属防腐剂 5

1.5.5杀菌 5

1.6 总结 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验药品 6

2.2 实验设备及仪器 6

2.3 实验原理 7

2.4 咪唑型双子表面活性剂的合成 8

2.4.1二溴乙酸酯的合成 8

2.4.2N-14烷基咪唑的合成 8

2.4.3咪唑类双子表面活性剂的合成 9

2.5 咪唑型双子表面活性剂结构表征 9

2.5.1红外 9

2.5.2核磁 9

2.6 性能测定 9

2.6.1表面张力法 10

2.6.2电导率法 10

第三章 咪唑类双子表面活性剂性能研究 12

3.1 产物图谱分析 12

3.1.1核磁谱图分析 12

3.1.2红外图分析 19

3.2 表面张力法结果与讨论 23

3.2.1表面性能 23

3.2.2连接基长度对双子表面活性剂的影响 24

3.2.3吉布斯表面吸附量(Γ)和最小分子截面积(A) 25

3.3 电导率法实验结果与讨论 26

3.3.1临界胶束浓度 26

3.3.2反质子结合度(β) 27

3.3.3胶束化过程热力学计算 27

3.4 结论 27

第四章 结语 31

参考文献: 32

致谢 35

第一章 绪论

1.1 引言

表面活性剂是一类包含亲水性基和疏水性基，可以降低溶液表面张力的物质，在化学工业和生活中扮演着重要的作用。但是传统表面活性剂的亲水基之间存在很大的静电斥力，并且能使亲水基团彼此远离，导致了其在界面处难以紧密排列，降低了表面活性剂的性能。为了提高其作用活性，人们开始研究了一类新的表面活性剂-双子表面活性剂(Gemini Surfactants)。与传统表面活性剂相比，双子表面活性剂的结构中由两条疏水链和两个亲水基团通过联接基连接组成，A1，A2为亲水基，R1，R2为疏水链，S为连接基。

图1-1 双子表面活性剂一般结构

Fig.1-1 the general structure of Gemini Surfactants

1.2 双子表面活性剂的研究进展

在1971年，Buton^[1]等合成出了一系列结构特殊的季铵盐型表面活性剂，并用于相转移催化。1991年EM．Menger等^[2]系统地合成了几种双子表面活性剂，将其命名为Gemini Surfactants。1993年，Rosen^[3]等合成和研究了氧乙烯或氧丙烯柔性基团联接的双子表面性剂，双子表面活性剂可应用于工业生产，开始成为最受欢迎的表面活性剂之一。

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